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Vorrichtung zur Druckregelung der Verbrennungsgase von Öfen mit einem
Ofenüberdruck bis 1 mm WS Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Druckregelung
der Verbrennungsgase von Öfen mit einem Ofenüberdruck bis zu 1 mm WS, insbesondere
von Schmiedeöfen, mit einer die Abgasöffnung verschließenden, exzentrisch gelagerten
und schwenkbaren Klappe, an der ein verstellbares Gegengewicht angreift.
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Beim Betrieb von Schmiede-, Kammer-, Durchstoßöfen od. dgl. hat es
sich als -vorteilhaft gezeigt, den sehr kleinen Überdruck der Verbrennungsgase im
Inneren des Ofens während des Betriebes unter wechselnden Bedingungen konstant zu
halten. Es sind feinfühlige Regler, die aus Meßglied, Verstärker und Stellglied
bestehen und je nach Art des als Regelstrecke wirkenden Ofens und nach Höhe des
gewünschten Ofendruckes eingestellt werden, bekannt. Solche Regeleinrichtungen sind
empfindliche und kostspielige Anlagen, die sich nur bei Spezialöfen lohnen, an die
hohe Anforderungen bezüglich der Temperaturführung gestellt werden, beispielsweise
für Laboratoriums- oder Versuchszwecke. Bei den in der Schmiedeindustrie gegebenen
Verhältnissen ist ein solcher Aufwand wegen der hohen Kosten für den Regler nur
bei Öfen mit größerem Durchsatz tragbar, vornehmlich Durchstoßöfen.
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Es ist ein selbsttätiger in einem Gehäuse angeordneter Zugbegrenzer
für Feuerungsanlagen bekannt, bei dem vor der öffnung einer senkrechten Gehäusewand
eine Klappe bewegbar ist, deren Schneidenlager auf dem Gehäuse ungefähr oberhalb
der Klappe angeordnet ist. Mit dem die Schneiden tragende Ende eines mit der Klappe
verbundenen Armes sind zwei rechtwinklig zueinander gelegene Gewindespindeln verbunden,
an denen Regelgewichte verstellbar sind. Bei einer Abwandlung dieses bekannten Zugbegrenzers
wird das Ausgleichsgewicht parallel zu dem die Schneiden tragenden Ende des mit
der Klappe verbundenen Armes verstellt. Bei einer weiteren bekannten Ausführung
von Zugbegrenzern ist das verstellbare Ausgleichsgewicht seitlich neben der verstellbaren
Klappe angeordnet.
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Die bekannten Zugbegrenzer sind für die Konstanthaltung sehr kleiner
Drücke, wie sie bei Schmiede-, Kammer- und Durchstoßöfen auftreten, wenig geeignet,
da das Steigen und Fallen des Ofendruckes ein Wechsel der Neigungen der beweglichen
Teile verursacht und hierbei zusätzliche Momente auftreten, die die Stellung dieser
Teile beeinflussen.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung der eingangs genannten
Gattung zu schaffen, die das Einstellen und Konstanthalten von Ofenüberdrücken in
dem Bereich von 0 bis -4- 1 mm WS gewährleistet, wobei auf teure Einrichtungen,
wie Meßglieder, Verstärker, Stellglieder, verzichtet wird. Diese Aufgabe wird gemäß
der Erfindung dadurch gelöst, daß die flache Klappe in ihrer Mittelebene gelagert
ist und der das Gegengewicht tragende Arm mit seinem einen Ende oberhalb des Schneidenlagers
drehbar mit der Klappe verbunden ist. Durch die Anordnung der Schwenkachse für die
Klappe in deren Mittelebene wird das Auftreten zusätzlicher Momente vermieden. Die
Einstellung des Gegengewichtes an dem Tragarm, der mit seinem einen Ende drehbar
mit der Klappe verbunden ist, erlaubt es, die Klappe für einen beliebigen Ofendruck
in der genannten Größenordnung von 0 bis 1 mm WS einzustellen und in ihrer Lage
zur Erzielung eines konstanten Ofendruckes zu halten.
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Vorzugsweise weist der das Gegengewicht tragende Arm einen Abschnitt
auf, dessen Längsachsen bei rechtwinkliger Einstellung des an das Gabellager angreifenden
Teiles des Armes zu der gedachten Verbindungslinie von der Achse des Bolzens und
der Schneidkante in der Mittelebene der Klappe liegt.
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Die Vorrichtung nach der Erfindung ist in der Zeichnung an Hand eines
Ausführungsbeispiels veranschaulicht, und zwar zeigt F i g. 1 einen Durchstoßofen
im mittleren Längsschnitt mit der erfindungsgemäßen Einrichtung an seiner Abgasöffnung,
F i g. 2 die Regeleinrichtung in vergrößertem Maßstab in Ansicht und F i g. 3 -eine
Draufsicht auf die Regeleinrichtung. Der in F i g. 1 veranschaulichte Schmiedeofen,
beispielsweise ein Durchstoßofen, besteht aus der Ofenkammer 10, die die
Einstoßöffnung 11 aufweist, die durch den Ofenschieber 12 verschließbar
ist und
durch welche die Blöcke 13 in die Ofenkammer eingebracht
werden. An der einen Seitenwand der Kammer ist die Ziehöffnung 14 vorgesehen, durch
welche die Blöcke 13 aus der Ofenkammer herausgezogen werden. An der einen
Stirnwand 15 der Ofenkammer 10 ist der Brenner 16 angeordnet, der
über eine Leitung 17 mit Brennstoff und über eine Leitung 18
mit der
notwendigen Luft versorgt wird. Am anderen Ofenende 19 befindet sich die
Abgasöffnung 20, die durch einen stutzenförmigen Ansatz 21 mit einem kreisförmigen
Flansch 22 verlängert' ist. Auf dem Flansch 22 ist oberhalb der Abgasöffnung
20 die erfindungsgemäße Vorrichtung 23 angeordnet.
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Wie F i g. 2 zeigt, besteht die Vorrichtung aus einer Klappe
24, die genau in einen ringförmigen Kranz 25 paßt, der einen winkelförmigen
Querschnitt hat und auf dem Flansch 22 des Ansatzes 21 befestigt ist. Auf der Klappe
24 ist außermittig ein Querstab 26 (F i g. 3) vorgesehen, der fest
mit der Klappe verbunden, z. B. geschweißt ist. Die beiden Enden 26 a und
26 b des Stabes 26 tragen an ihren Enden je eine Schneide
27a, 27b, die mit ihrer Schneiderkante 28 in dem Schneidemager 29
a, 29 b liegt. Die Lager befinden sich am oberen Ende von Stützen 30a, 30b,
die an dem Teil 25a des Kranzes 25 befestigt sind. Die tiefste Stelle der
Schneiderpfannen 29a, 29b liegt genau in Höhe der Mittelebene
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der Klappe 24, so daß sich die durch die exzentrische Anordnung der Schneiderkanten
28 ergebende Verteilung des Gewichtes der Klappe 24 beim Schwenken der Klappe
nicht ändert, d. h. der Drehpunkt der Klappe 24 immer in der Mittelebene
liegt und hierdurch kein zusätzliches Moment erzeugt wird.
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An dem Ende 26a des Querstabes 26 ist auf der der Schneiderkante 28
gegenüberliegenden Seite ein Lagerauge 32 vorgesehen, das beiderseits von
einem Gabellager 33 umfaßt wird. Durch das Lagerauge 32 und das Gabellager 33 greift
ein Lagerbolzen 34, so daß der Arm 35 um den Bolzen 34 schwenkbar und diesem gegenüber
feststellbar ist. Das Gabellager 33 befindet sich an dem einen Ende des abgekröpften
Armes 35, auf dessen anderem Ende sich ein Gegengewicht 36 befindet, das
auf dem Arm 35 verschiebbar und mittels einer Stellschraube 37 feststellbar ist.
Das Gegengewicht 36 dient zum Ausgleich der durch die außermittige Lagerung
der Klappe 24 bewirkte ungleiche Verteilung des Klappergewichtes und ist
mit seinem Schwerpunkt bei geschlossener Klappe 24 und der aus F i g. 2 ersichtlichen
Stellung des Armes 35 in der Mittelebene der Klappe 24 angeordnet,
was durch eine Kröpfung 38 des Armes 35 erreicht wird. Mit anderen Worten, bei geschlossener
Klappe 24 liegt die Längsachsenverlängerung des das Gewicht 36 tragenden
Abschnittes des Armes 35 in der Mittelebene 31 der Klappe 24. Um eine
Bewegung der Klappe 24 über ihre Schließstellung hinaus zu verhindern, ist
ein Anschlag 39 vorgesehen. Die Wirkungsweise des Regelorgans ist folgende: Die
durch die Abgasöffnung 20 abziehenden Gase (Pfeil 40 in F i g. 1)
üben einen geringen Druck auf die Klappe 24 aus und versuchen sie anzuheben.
Es ist also möglich, durch Verstellen des verschiebbaren Gegengewichtes 36 einen
bestimmten Ofendruck einzustellen. Da sich darüber hinaus einerseits der Widerstand
der Klappe 24 mit ihrem Öffnungswinkel und andererseits der dynamische Druck auf
die Klappe mit der Ofenbelastung ändert, ändert sich auch der von der Klappe
24 ausgeübte Gegendruck mit ihrem Öffnungswinkel. Dazu muß der Winkel ex
zwischen der Klappenmittelebene 31 und der Verbindungslinie 41 zwischen der Schneidkante
28 und dem Schwerpunkt 42 des Armes 35 einstellbar sein. Das wird dadurch erreicht,
daß der Arm 35 des Gegengewichtes 36 um seinen Befestigungspunkt drehbar ist. Die
Verstellung erfolgt für einen gewählten Ofendruck nur einmal. Die Klappe
24 hält dann bei verschiedenen Durchsätzen den Ofendruck mit großer Genauigkeit
konstant.
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Die Klappe 24 kann auch eine rechteckige Form haben und sich
so in ein Gehäuse einbauen lassen, das die Vorrichtung an einen Kamin angeschlossen
werden kann. Durch die Wirkung des Kamins ergeben sich auf diese Weise noch größere
Verstellkräfte, die eine noch genauere Einstellung der Klappe 24 und Konstanthaltung
des Ofendruckes gestatten.